Модель линейного ускорителя

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике и может быть использовано, например, в учебном процессе . Цель изобретения - повышение наглядности демонстрации. Модель содержит подставку 1 из органического стекла, установленную горизонтально. На подставке при помощи прямоугольных пластинок 3 из электроизоляционного материала образован Г-образный желоб. Внутри желоба расположена серия электродов. Из них электроды 4 н 5 установлены на торцовь х стенках короткого плеча желоба на высоте г. где г - радиус шарика и.митатора частицы, а другие установлены заподлицо с поверхностью подставки . Электрод 6 имеет круглую форму, а все остальные электроды вдоль д,тинного плеча Г-образного желоба выполнены прямоугольными и расположены примерно на одинаковом расстоянии друг от друга. Их длина по мере удаления от электрода 6 нарастает. В коротком плече Г-образного желоба устанавливают несколько шариков от настольного тенниса 8 с тонким металлическим покрытием. При этом все шарики расположены между электродом 4 и отсекателем 9. Шарики, переменнаясь от электрода к электроду , меняют знак заряда и дополнительный ускоряюший импульс. 1 ил. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 83 А1 (51) 4 G 009 В 23 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 42 1"! 330/31-! 2 (22) 20.03.87 (46) 1".10.88. Бюл. № 38 (71) Кишиневский государственный медицинский институт (72) Д. С. Кройтор и )К. P. Кравец (53) 371.68 (088.8) (56) Физика в школе, 1969, № 2, с. 83 — 84. (54) МОДЕЛЬ ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике и может быть использовано, например, в учебном процессе. Цель изобретения — повышение наглядности демонстрации. Модель содержит подставку 1 из органического стекла, установленную горизонтально. На подставке при помощи прямоугольных пластинок 3 из электроизоляционного материала образован Г-образный желоб. Внутри желоба расположена серия электродов. Из них электроды 4 и 5 установлены на торцовых стенках короткого плеча желоба на высоте г, где г — радиус шарика имитатора частицы, а другие установлены заподлицо с поверхностью подставки. Электрод 6 имеет круглую форму, а все остальные электроды вдоль длинного плеча Г-образного желоба выполнены прямоугольными и расположены примерно на одинаковом расстоянии друг от друга. Их длина по мере удаления от электрода 6 нарастает.

В коротком плече Г-образного желоба устанавливают несколько шариков от настольного тенниса 8 с тонким металлическим покрытием. При этом все шарики расположены между электродом 4 и отсекателем 9.

Шарики, перемещаясь от электрода к электроду, меняют знак заряда и дополнительный ускоряющий импу.1ьс. 1 ил.

1430983

Формула изобретения

1

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике.

Цельк> изобретения является повышение наглядности демонстрации ускорения электронов и ионов.

На чертеже показана схема предлагаемой модели.

Модель содержит подставку 1 из органического стекла, установленную горизонтально с помощью уравнительных винтов 2.

На подставке при помощи прямоугольных пластинок 3 из электроизоляционного материала образован Г-образный желоб. Внутри этой фигуры расположена серия электродов.

Из них электроды 4 и 5 установлены на торцовых стенках плечи желоба по высоте r, где r — радиус шарика, а другие установлены заподлицо с поверхностью подставки.

Электрод 6 имеет круглую форму, а все остальные электроды вдоль длинного плеча

Г-образного желоба имеют прямоугольную форму и расположены примерно на одинаковом расстоянии друг от друга. Их длина по мере удаления от электрода 6 нарастает.

Электрод 7 имеет удлиненную форму и расположен параллельно короткому плечу желоба. Шарики 8 моделируют частицы— электроны и ионы.

Полярность каждого электрода может быть указанной на чертеже, или для всех— противоположная.

Модель питается от источника высокого напряжения, например от школьного высоковольтного преобразователя напряжения, через переключатель полярности.

Для подготовки модели к проведению опытов вдоль короткого плеча Г-образного желоба устанавливают несколько шариков 8 от настольного тенниса с тонким металлическим покрытием. При этом все шарики расположены между электродои4 и отсекателем 9. Последний имеет горизонтальную ось вращения, расположенную над внешней стенкой короткой части Г-образного желоба и параллельно ей. Отсекатель 9 снабжен металлическим шариком 10, контактирующим с элементом 7, и противовесом 11.

В зависимости от количества шариков 8 отсекатель смещают вдоль оси так, чтобы все они контактировали между собой и с электродом 4. Эта часть прибора моделирует ионизатор линейного ускорителя.

Модель работает следующим образом.

При подключении высоковольтного напряжения (и соблюдении. полярности электродов, указанной на чертеже) все шарики 8 приобретают положительный заряд. Одновременно шарик 10 заряжается одноименно с электродом 7 и, отталкиваясь от него, 2 поднимает отсекатель 9. Движущийся впереди шарик 8 притягивается к электроду 5, контактируя с ним, меняет знак заряда и под действием электрода 6 выводится на ускоряющее направление. Попадая на электрод 6, шарик вновь меняет знак заряда и притягивается к следующему электроду, и так далее. Таким образом, между любыми электродами, расположенными на длинном плече Г-образного желоба, шарик получает дополнительный ускоряющий импульс. Нарастание длины электродов в направлении ускорения необходимо для того, чтобы обеспечить достаточное время контакта для пол- ной перезарядки шарика с учетом увеличения его скорости.

Так как на «старте» до отсекателя все шарики заряжены одноименно, между ними действуют силы отталкивания, то каждый из них, соблюдая определенный интервал, повторяет действия первого шарика. На пути полета шариков при вылете из модели размещают прозрачную ловушку с металлическим дном, установленную на демонстрационном электрометре (не показаны). Это позволяет установить знак заряда ускоренных шариков. Легко заметить, что при полярности электродов, указанных на чертеже, этот знак отрицательный, что моделирует ускорение электронов. Для моделирования образования и ускорения положительных ионов достаточно повторить опыт, изменив на противоположную полярность всех электродов с помощью переключателя.

Модель линейного ускорителя, содержащая имитатор частицы в виде электропроводящего шарика и расположенный на горизонтальной электроизолированной подставке желоб, вдоль которого на равных расстояниях один от другого установлены ускоряющие электроды с чередующейся полярностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации ускорения электронов и ионов, он имеет дополнительные имитаторы частиц и отсекатель, выполненный в виде установленного с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси рычага, при этом желоб выполнен Г-образным, в коротком плече которого электроды установлены на торцовых стенках на высоте, равной радиусу шариков, отсекатель расположен поперек короткого плеча, а электроды расположены вдоль длинного плеча и имеют нарастающую по ходу движения шариков длину.

Составитель P. Ужвий

Редактор К. Крупкина Техред И. Верес Корректор Э. Лончакова

Заказ 5346/52 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, >К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4